Бир тактли ўзгартиргичлар

Тиристорли ўзгартиргичлар

Юқори қувватли ўзгартириш қурилмаларида юқори вольтли кучланишни ўзгартириш учун икки барқарор ҳолатга эга бўлган тиристорлар қўлланилади [10,12].

Тиристорлар бир неча киловольтларгача кучланишларга ва бир неча ампер токларга мўлжалланиб ишлаб чиқарилади. Шунинг учун тиристорли ўзгартиргичлар юқори фойдали иш коэффицентли катта қувватни таъминлайди.
Коммутация махсус қурилмалар орқали амалга ошириладиган ва юкламаси бошқа ўзгарувчан ток энергияси манбаларига эга бўлмаган тиристорли ўзгартиргичлар автоном ўзгартиргичлар дейилади. Автоном инверторнинг коммутация частотаси тиристорларнинг бошқариш тизими иш частотаси орқали аниқланади. Улар ток ва кучланиш инверторларига бўлинади. Ток инверторларида токни ўзгартириш амалга оширилади, кучланиш шакли юкламага боғлиқ. Манбадан истеъмол қилинадиган токнинг доимийлигини ушлаб туриш учун улар ўзгармас кучланиш манбаига катта индуктивликли L дроссель орқали уланади.
Кучланиш инверторлари ўзгармас кучланиш манбаига тўғридан-тўғри уланади. Бунда инвертор чиқишида манбага параллел равишда С конденсатор уланади. Тиристорли инверторларда ток коммутациясини реактив элементлар-конденсаторлар ва дросселлар бажаради.
Инверторларда тиристорлар калит режимида ишлайди. Уларнинг уланиши бошқариш қурилмаси орқали амалга оширилади. Бошқариш қурилмалари сифатида импульс генераторлари-автогенератор, мультивибратор ва блокинг-генераторлар ишлатилади. Бошқарувчи импульслар тиристорлар бошқариш электродларига қарама-қарши фазада берилади. Тиристорни очилиши учун анод токини энг кичик ушлаб турувчи ток қийматигача камайтириш керак. Анод ва катод оралиғига эса тиристор бошқарилишини қайта тикланиши учун етарли бўлган вақтгача манфий тескари кучланиш қўйилади. Бу инверторда коммутацияловчи конденсатор қўлланилиши орқали амалга оширилади. Бунда конденсатор тиристор анодига катодига нисбатан манфий кучланиш берилишини таъминлайди.
Юкламада С_к коммутацияловчи конденсатор уланишига қараб тиристорли инвертор схемалари паралелл-кетма-кет ва кетма-кет-паралелл схемаларга бўлинади. 12.7расмда тасвирланган икки тактли параллел инвертор VS1 ва VS2 тиристорлардан, БС бошқариш схемасидан, С_к коммутацияловчи конденсатордан, VD1 ва VD2 диодлардан ва L дросселдан иборат. Трансформаторнинг бирламчи чўлғами 0 ўрта нуқтага ва VD1, VD2 диодлар уланадиган икки 1 ва 2 нуқталарга эга.
Биринчи ярим даврда бошқарувчи импульс таъсирида VS1 тиристор очиқ ва VS2 тиристор ёпиқ бўлади. Бунда ток таъминот манбаидан трансформаторнинг юқори ярим чўлғами VS1 тиристор ва L дроссель орқали оқиб ўтади. Бу ток пастки елкада юқори елкадаги ЭЮКка тенг бўлган, лекин қарама-қарши фазадаги ЭЮКни индукциялайди, яъни минус чўлғамнинг ўрта нуқтасида, плюс эса бу чўлғамнинг пастки охирги нуқтасида бўлади. Шунинг учун С_к конденсаторга кетма-кет уланган кучланишлар қўйилади: таъминот манбаидан U_К ва трансформаторнинг бирламчи пастки чўлғамидан тахминан U_К га тенг бўлган кучланиш. Натижада С_к конденсатор иккиланган таъминот манбаи кучланишигача, яъни U_с=2U_КИР гача зарядланади. Бундай кучланиш VD2 тиристор анодида ҳам бўлади.
Иккинчи ярим давр вақтида бошқарувчи импульс VS2 тиристорни очади. VS1 тиристор ток ўтказишни давом эттиради. Лекин очилган VS2 тиристор орқали С_к коммутацияловчи конденсатор VS1 тиристорга параллел уланади. С_к конденсатордан VS1 тиристорга 2U_КИР га тенг бўлган тескари кучланиш қўйилади ва С_к конденсаторнинг разрядланиш токи орқали VS1 тиристор ёпилади. Очилган VS2 тиристор орқали С_к конденсаторнинг i_ck қайта зарядланиш токи ва трансформаторнинг бирламчи W₁^′′ чўлғами токларининг йиғиндисидан иборат бўлган i_T ток оқиб ўтади. С_к конденсатор тескари кутбли 2U_КИР кучланишгача зарядланади. U_К ўзгартирилган кучланиш W₁^′′ бирламчи чўлғамга қўйилади ва бу чўлғамдаги ток аввалги очувчи импульс вақтидаги W₁' чўлғамдаги токка қарама-қарши йўналишга эга бўлади. Бунда W₂ иккиламчи чўлғамда кучланишнинг иккинчи (манфий) ярим тўлқини шаклланади.
VS1 тиристорга навбатдаги очувчи импульс берилганда схема дастлабки ҳолатига қайтади ва юқоридаги жараён такрорланади.
Тиристорларнинг навбатма-навбат очилиши натижасида трансформаторнинг бирламчи ярим чўлғамларида токлар даврий равишда ўзгаради ва иккиламчи чўлғамда ўзгарувчан ток вужудга келади. Бу ток чиқиш тўғрилагич орқали тўғриланади ва фильтр орқали юкламага узатилади.

12.7расм. Икки тактли тиристорли ўзгартиргичнинг схемаси

Шундай қилиб, ўзгартиргич чиқишида талаб қилинган номиналдаги ўзгармас кучланиш шаклланади.

L1 дроссель таъминот манбаи токини ҳар иккала тиристорлар очиқ бўладиган қисқа вақт оралиғида таъминот манбаи токини чеклаб туради.
Коммутация моментида, тиристорлардан бири очиқ, иккинчиси эса индуктивликнинг разрядланиш токи ўтказаётган вақтда юклама индуктивлигида ва реактив коммутацион элементларда йиғилган реактив қувватни VD1 ва VD2 диодлар U₀ таъминот манбаи томонига ўтказиб юбориш учун хизмат қилади.
Икки тактли кўприксимон ўзгартиргич схемаси 12.8расмда келтирилган. Биринчи ярим даврда бошқарувчи кучланиш мусбат импульслари бир вақтнинг ўзида VS1 ва VS4 тиристорларга берилади. Тиристорлар очилади ва улар орқали ТV1 трансформаторнинг бирламчи чўлғамига ток оқиб ўтади. Бу вақтда С1 конденсатор таъминот манбаининг U_К кучланишигача зарядланади.
Бошқарувчи кучланишнинг иккинчи ярим даврида импульслар VS2 ва VS3 тиристорларга берилади ва улар очилади. Аммо бу вақтда С1 конденсатордан мусбат потенциал VS1 тиристор катодига берилади ва у ёпилади. VS4 тиристор анодига эса С1 конденсатордан манфий потенциал берилади ва у ҳам ёпилади. Сўнг тиристорлар жуфтлиги навбатма-навбат очилади. Бунда ТV1 трансформаторнинг бирламчи чўлғамидан қарама-қарши йўналишдаги ток импульслари оқиб ўтади. Бу ток импульслари иккиламчи чўлғамда ўзгарувчан токни индукциялайди. Кейинчалик бу ўзгарувчан ток тўғрилагичда тўғриланади ва фильтрда силлиқланиб юкламага узатилади.

12.8расм. Икки тактли кўприксимон ўзгартиргичнинг принципиал схемаси